论文在回顾了前人针对南海构造演化开展的科学研究成果基础上，针对南海地质演化中的关键问题之一:大陆张裂和海底扩张模式开展了地球物理研究工作。　　南海是研究边缘海演化的天然实验室，但是过去，由于受制于进口仪器的束缚，很久以来，南海都没有一条完整的穿越洋盆的海底地震探测剖面。由于过去大部分的OBS探测剖面集中于南海北部，影响了我们深入认识海底扩张、大陆张裂过程以及南海的形成与演化。本文利用国产海底地震仪器研制成功后的第一条深海地震测深剖面数据，开展了南海西南次海盆深部结构的广角地震探测研究工作，对认识该区的地质演化历史具有重要的意义。　　首先，本文在对国内外海底地震数据处理方法调研的基础上，建立了基于国产海底地震仪的数据处理流程，并给出了相应的数据棋盘格分辨率恢复评价方法。　　对首条穿越南海洋盆的海底地震仪广角地震剖面(880km)数据与空间重力异常数据进行了处理与反演，得到了西南次海盆及其陆缘地区的P波速结构和密度结构模型。经过不确定性分析，认为反演结果的分辨率可以实现研究目标。　　在此基础上，结合2009年-2011年同一剖面的多道地震数据处理，开展了解释工作，并结合反射地震、折射地震和重力数据共同完成综合地球物理反演，弥补了单一方法在COT区反演结果存在多解性的不足。北部陆缘的下地壳速度横向变化较大，最大P波速度在6.9km s-1，表明大陆张裂的岩浆底侵并不存在;莫霍面的深度在西南次海盆洋壳区为11km，北部陆缘的陆壳—洋壳转换带地区达到了22km，南部陆缘为25km，显示出西南次海盆陆壳破裂与岩石圈的拉张具有非对称性。　　论文还讨论了南海西南次海盆及其陆缘的演化过程，给出了从海盆拉张到张裂、再到洋盆扩张六个阶段的演化模式并综合地震地层学和重力反演的结果，讨论了西南次海盆在海底扩张前的张裂模式和扩张后的物质的横向变化，为大陆经过多期次拉张减薄并转换到海底扩张的模式的讨论提供了新的地球物理证据。本文认为:西南次海盆经过多期次拉张减薄后，下地壳屈服强度持续降低，使岩石圈上地幔先于地壳发生减薄;减薄中心的持续移动造成了海底扩张前的张裂为非对称性，并推测随后发生的海底扩张也很有可能呈现非对称性。